德钦中蜂百花蜜的理化指标及挥发性成分分析

德钦中蜂百花蜜的理化指标及挥发性成分分析

陈梦迪1,3马迎宾1,3董霞1,2黄艾祥2提布4王传正4

(1云南农业大学东方蜜蜂研究所，昆明650201；2云南农业大学食品科学技术学院，昆明650201；3云南农业大学动物科学技术学院，昆明650201；4德钦县品吉高原生态农业发展有限公司，德钦674503)

国内外关于单花蜜的研究报道很多，然而对于百花蜜的研究报道并不多见。本研究以德钦中蜂百花蜜为主要研究对象，参照国家相关标准的方法测定理化指标，采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用法对其挥发性成分的种类和含量进行分析。结果表明：5个中蜂百花蜜样的10个理化指标检测值均符合我国蜂蜜标准GB 18796-2005的要求；通过对5个蜜样的离子图谱进行检索分析，共确定130种化合物，5个蜜样虽为同一时段同一地区采集，但其挥发性成分存在较大差异；并发现异辛酸在德钦百花蜜中为主要挥发性成分,间乙酰氨基苯酚可能为德钦百花蜜的特有挥发成分。本研究旨在评价德钦中蜂百花蜂蜜的质量和营养价值以及为百花蜂蜜的研究提供真实的科学依据，为当地蜂产品的开发提供一定的帮助。

中蜂；百花蜜；理化成分；挥发性成分；固相微萃取-气相色谱-质谱联用法

德钦县是云南省迪庆藏族自治州下辖县之一，位置处于云南省西北部横断山脉地段，滇、川、藏三省（区）结合部。独特的地理位置使其境内立体气候明显，蜜源植物资源极为丰富，为养蜂提供了理想的天然采花场所，很适合养蜂业的发展。该地区多为野生蜜源植物，中蜂饲养也是采用最为原始的方式，该区域在保持蜂产品的天然无污染方面具有无可比拟的优势，是全国少有的生产高品质优良中蜂蜂产品的基地[1]，然而对于本地区产品的研究还未见报道。

蜂蜜是由蜜蜂采集植物的花蜜、分泌物或蜜露，与自身分泌物结合后，经充分酿造而贮存在巢脾里的天然甜物质[2]。根据蜜蜂所采集蜜源植物的不同，把蜂蜜分为单花蜜和杂花蜜，单花蜜则根据采集的主要蜜源植物命名，杂花蜜又称为百花蜜。蜂蜜所含成分较为复杂，即使同一地区来源或同一品种的蜂蜜，受地理环境、蜜源植物、采集蜂种等多种因素影响，使其成分也会存在差异[3]。蜂蜜中的化合物主要包括各种糖类物质、水分、矿物质、蛋白质、酶、酚酸化合物、羟甲基糠醛以及挥发性物质等,其中主要成分是水分、还原糖（葡萄糖和果糖）、蔗糖淀粉酶和酚类化合物等[4，5]。对于蜂蜜挥发性成分的研究已经有很多年了，挥发性成分的差异是造就蜂蜜风味的主要原因。然而挥发性化学成分的组成与蜜源植物的起源以及蜜蜂的觅食习惯存在很大关联，从不同类型的蜂蜜中检测出来并以确认的挥发性化合物已超过600多种[6，7]。目前尚有多种蜂蜜类型未被研究，预计还会有大量新的挥发性化合物在将来被确定。本研究通过测定德钦百花蜂蜜的理化指标以及挥发性化合物成分,探究百花蜜与单花蜜成分差异，评价德钦中蜂百花蜂蜜的质量和营养价值以及为百花蜂蜜的研究提供真实的科学依据，为当地蜂产品的开发提供一定的帮助。

1 实验部分

1.1材料与实剂

实验材料：5个中蜂百花蜜样品（德钦县霞若乡，2015年5月份）；

主要实剂：氢氧化钠、硫酸铜、酒石硫酸钠、葡萄糖等均为分析纯。

1.2仪器与设备

台式pH酸度计、手持糖量计、电子天平、分光光度计、箱式电阻炉、多头磁力加热搅拌器、恒温水浴锅、7890A/5975C气/质联用仪（Agilent，美国）；色谱柱：HP-5MS弹性石英毛细管柱（30m×0.25mm×0.25um，Agilent，美国）固相微萃取头（75μm Carboxen-PDMS，Supelco，美国）等。

1.3实验与方法

1.3.1 理化指标测定

在此部分实验中，共测定10个理化指标，包括pH值、水分、总酸度、灰分、还原糖、蔗糖、葡萄糖、果糖、淀粉酶活性和羟甲基糠醛，其测定方法主要参考进出口蜂蜜检验方法(SN/T 0852-2000)[4]和刘意秋主编的蜂学专业综合实验教程[5]。

1.3.2 挥发性成分测定

样品萃取：取样品2 g于20 ml顶空瓶中。将顶空瓶放置于80℃水浴中，用固相微萃取头置于顶空瓶中进行萃取，萃取时间为30 min,之后将固相微萃取头插入气相色谱进样口进样，时间为2 min，随后经气相色谱分离后用质谱鉴定。

色谱条件：色谱柱为HP-5MS弹性石英毛细管（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；进样口温度为280℃，程序升温，起始温度50℃，保持2 min，以5℃/min升温至140℃，保持1 min，以10℃/min升温至280℃，保持10 min，高纯氦(99.999%)，流速为1ml/min，分流比为10∶1。

质谱条件：GC/MS接口温度为280℃，离子源为EI源，电子能量为70eV，离子源温度为250℃，扫描范围为29～350 amu。

2 结果与讨论

2.1 5个德钦百花蜜样理化指标测定结果

5个德钦中蜂百花蜜的10个理化指标测定结果见表1所示。实验测得5个蜜样的pH值最大为5.32，最小为4.83，与前人研究单花蜜的pH值多为弱酸性这一结论相符。蜂蜜中的水分含量是评价蜂蜜质量的一个重用标准，水分含量的多少常被用于评价蜂蜜是否达到自然成熟[2，3]。国家标准规定水分含量低于20%的蜂蜜为优级蜜，水分含量不高于24%的蜂蜜为合格蜜，结果表明，5种蜂蜜水分含量均达到国家标准，1号蜜样和2号蜜样已达到优级蜜的规格。蜂蜜的灰分含量受多种因素影响，且与蜜样中的蛋白含量及其矿物元素含量相关，实验中测得5种蜜样的灰分含量在0.18～0.42%范围内，均值为0.27%，结果表明，虽然5个蜜样均采于德钦县霞若乡，但也受小环境的影响存在差异。5种百花蜜的总酸度存在差异，但差异不显著，25.05～32.38 meq/kg,平均值为28.52 meq/kg，均符合国家标准，但与前人研究的单花蜜的酸度值相比明显较低，也已证实蜜源植物对酸度值有较大的的影响，并且与地理条件、采集过程以及存储条件有关。

不管是单花蜜还是百花蜜，蜂蜜的主要成分均是糖类物质[6]，本实验测得5个蜜样的还原糖（葡萄糖和果糖）和蔗糖含量见表1。5个样品的还原糖含量均超过70%，符合国家标准优级蜜的要求，其中还原糖含量最高的是果糖，这与前人研究单花蜜的结论相符。葡萄糖、果糖、蔗糖三者在5个蜜样的含量分别是27.63～33.65%、41.36～44.21%、2.53～3.79%。一般情况下，成熟蜂蜜的蔗糖含量不应过高，如果过高说明蜂蜜还未达到成熟蜜就被收获，蔗糖还没有经酶转化为还原糖，5个样品蔗糖含量均符合标准，由此可判断为成熟蜜。

蜂蜜中有很多活性酶，然而淀粉酶是稳定性较差的一种酶，有研究表明，淀粉酶活性可作为判断蜂蜜的新鲜程度、是否掺假以及是否经过热处理等加工的依据[10]。国际法和中国食品法规定，淀粉酶活性最小值是8［ml/(g.h)］，本实验测得5个百花蜜样的淀粉酶值在10.95～21.42［ml/(g.h)］之间，均值为16.28［ml/(g.h)］。羟甲基糠醛是蜂蜜中的有害成分[10]，它的存在会导致蜂蜜的口感变差,严重影响蜂蜜的感官质量和市场价值。新鲜蜂蜜中羟甲基糠醛含量不应超过40mg/kg,德钦百花蜜样中羟甲基糠醛的含量在10.43～29.50mg/kg之间，均值为16.53mg/kg，符合国家标准优级蜜的要求。

2.2德钦百花蜜挥发性成分分析

2.2.1 5种百花蜜样的离子图谱比较

本实验通过气相色谱-质谱法对德钦5个中蜂百花蜜样的挥发性香味成分进行了分析。图1为5种蜂蜜香味成分气相色谱-质谱分析的离子图谱，对色谱图进行积分，峰位置以色谱峰最高点确定，应用NIST05和WILEY275谱库进行物质检索定性，用峰面积归一化法计算各化学成分的相对含量见表2所示。

2.2.2 5种百花蜜样挥发性成分分析

通过对5种德钦百花蜜的离子图谱进行检索分析，以及资料查阅[6-9,11-15]共确定了130个化合物，5种蜜样分别鉴定出53种、65种、39种、37种、40种，分别占总峰面积的91.93%、85.01%、98.56%、90.37%、93.79%，具体挥发性成分见表2所示。

德钦中蜂百花蜜与前人研究过的单花蜜样品挥发性成分[11-13]进行比较，发现各蜂蜜挥发性化学成分差异很大，即使同一季节同一地区采集的百花蜜其挥发性化学成分在种类和含量上也有较大的差异；如若参照有机化学的分类方法，按官能团将各蜂蜜样品间所含挥发性化学物质进行分类，发现物质种类并没有太大差别，其中主要包括醇、醛、酯、酮、酸、酚、杂环以及各种烃类，但是各类物质间所呈现的味阈值不同，致使不同蜂蜜风味存在明显的差异[8,9]。130种挥发性成分中醇类和烷烃类种类最多，这一结论与前人研究单花蜜的挥发性成分结果相吻合。张丽珍等[12]分析了野桂花蜂蜜的挥发性成分，发现醇类在野桂花蜂蜜、油菜蜂蜜、有机洋槐蜂蜜三种蜂蜜中醇类几乎占据挥发性物质比例的一半，由此可见，醇类物质在蜂蜜风味形成中起着重要作用，至于作用机制还有待研究发现。其次，含量较高的就是脂类和醛类，两者都是食品中相当重要的香味物质，并且其风味阈值与醇类相比一般都很低，即使含量较低时，也可使食品产生独特风味[7]。

图1 5种德钦白花蜂蜜香味成分的气相色谱-质谱离子流图

表1 5个蜜样的理化指标及参数

由表2可知，5个蜜样虽然挥发性成分差异很大，但也有很多共同化合物存在。乙醇、乙酸、己酸、异辛酸、辛酸、十二烷、十三烷、三醋酸甘油酯、十四烷在5个蜂蜜样品的挥发性成分中都存在，辛酸在医学上具有抗真菌的作用[16]。1,1-二甲基硅二醇、糠醇、萘乙酸、十一烷、苯乙醛、壬酸、十五烷、二十烷、二十一烷在4个样品中被检出。糠醛、2,5-呋喃二甲醛等14种挥发性成分在3个样品中被检出。1号、2号和4号样品中含量最高的均是异辛酸，2号和5号两个样品中异辛酸的含量虽然不是最高，但也达到8.11%和17.91%，可见异辛酸在德钦百花蜜中为主要挥发性成分，是否能够作为该地区蜜源标记物之一还有待后期研究。值得注意的是，3号样品中含量最高的挥发性化合物是5-羟甲基糠醛，含量高达44.99%。间醋氨酚又名间乙酰氨基苯酚，在3个样品中被检测出，然而任佳淼等人[13]对17种单花蜜的挥发性成分研究，李成斌等[14]分析研究的8种蜂蜜（紫云英蜜、苜蓿蜜、龙眼蜜、洋槐蜜、藿香蜜、枸杞蜜、油菜蜜和瑞苓草蜜）和粟有志等[15]分析新疆地区的油菜蜜、沙枣蜜、葵花蜜、棉花蜜中并未检测到此种化合物，本实验研究对象为德钦百花蜜，间乙酰氨基苯酚是否为百花蜜的特有成分还有待证实。

表2 5个百花蜜样挥发性成分及含量

3 结论

本研究测定了德钦5个中蜂百花蜜样的10个理化指标，包括pH值、水分、总酸度、灰分、还原糖、蔗糖、葡萄糖、果糖、淀粉酶活性和羟甲基糠醛（HMF）,所有的理化指标检测值均符合我国蜂蜜标准GB 18796-2005的要求。

通过对5种德钦中蜂百花蜜的离子图谱进行检索分析，共确定了130个化合物，发现挥发性化合成分存在明显差异。虽然蜜样为同一县区同一时间采集，由于德钦县霞若乡地质特征复杂，蜜源植物丰富，还有很多未被开发利用的野生蜜源，从而造就了蜂蜜之间挥发性成分存在很大的差异，这也充分证明蜜源是决定蜂蜜挥发性物质组成的主要因素之一。通过研究发现，异辛酸在德钦中蜂百花蜜中为主要挥发性成分，是否能够作为该地区蜜源标记物之一还有待后期研究。间乙酰氨基苯酚是否为百花蜜的特有成分，这还需要采集更多的百花蜜进行分析确证。

本研究通过测定德钦中蜂百花蜂蜜的理化指标以及挥发性化合物成分发现成熟百花蜜与成熟单花蜜在理化指标上并没有太大差异，挥发性成分因蜜源植物、地理环境等因素的影响存在较大差异。德钦中蜂百花蜜其他指标及成分还有待进一步研究，为当地蜂产品开发提供坚实可靠的依据。

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Physicochemical characterization and Volatile components of multifloral, honey of Apis cerana cerana in Deqin

Chen Mengdi1，3，Ma Yingbin1，3，Dong Xia1，2，Huang Aixiang2，Ti Bu4，Wang Chuangzheng4
(1 Eastern Bee Research Institute,Yunnan Agricultural University,Kunming 650201;2 College of Food Science and Technology,Yunnan Agricultural University,Kunming 650201;3 College of Animal Science and Technology, Yunnan Agricultural University,Kunming 650201;4 Deqin County Pinji Plateau Ecological Agriculture Limited Liability Company,Deqin 674503)

In spite of lots of research about monofloral honry at home and abroad,the reports on multifloral honey are seldom.The study assessed multifloral honey of Apis cerana cerana grown in Deqin and determinated the physical and chemical indicators base on interrelated national standards.Afterward,the volatile components of this honey were analyzed with solid phase microextraction coupled with gas chromatography-mass spectrometry(SPME-GC-MS).The results showed that the ten physical and chemical indicators of five kinds of multifloral honey consistented with national standards(GB 18796-2005).We identified 130 chemical compounds by searching and analyzing the Ion spectrum from the five kinds of multifloral honey.Although the five honey samples were gathered in the same time in the same area, there was great difference in volatile components of these honey samples.And found that the main volatile components was 2-ethyl-hexanoic acid in the multifloral honey of Apis cerana cerana grown in Deqin.Moreover,metacetamol might be the specific volatile components in this honey.This paper is aimed to evaluate the quality and nutritional value of multifloral honey of Apis cerana cerana grown in Deqin,and provide some scientific basis for further studies on multifloral flowers honey.This would be helpful for the development of local bee products.

Apis cerana cerana；Multifloral honey;physicochemical characterization;volatile compounds;SPMEGC-MS

云南省高校食品加工与安全控制重点实验室基金

陈梦迪（1988-），女，硕士研究生，主要研究方向为蜂产品质量控制及挥发性化学物质分析。

董霞（1965-），教授，E-mail：dxia0709@126.com